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Verfahren zum Aufbereiten und Auftragen einer Filterhilfsschicht auf das Filtermedium von Filterpressen
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Aufbereiten und Auftragen einer Filterhilfsschicht auf dasFiltermedium von Filterpressen, die zur Filtration von schwer filtrierbaren Dispersionen, insbesondere zum Entwässern von Abwasserschlämmen kommunaler und bzw. oder industrieller Herkunft, bestimmt sind.
Kammerfilterpressen bieten, wie die Patentinhaber feststellen, im Rahmen einer rationellen Komposi- tion der technischen Möglichkeiten eindeutige Vorteile, die besonders bei Anwendung des SchlammAsche-Verfahrens, d. h. beim Zusatz von Asche oder andern Arten von Filterhilfsmitteln zum Schlamm vor einer Filtration sehr ausgeprägt sind. Dabei ermöglicht wohl der Zusatz von Asche zum Schlamm die Filtration der Dispersion, er verhindert aber nicht das Haften das sich bei der Filtration insbesondere von kommunalen Abwässern ausbildenden Filterkuchens am Filtermedium, z. B. am Filtertuch, womit das Filtrationsverfahren vollkommen inFrage gestellt ist.
Das Haften des Filterkuchens führt nämlich zu einer schnellen Verschmutzung und anschliessenden Verstopfung des Filtermediums, ergibt eine verringerte Filterleistung und verhindert einen selbsttätigen Kuchenabfall. Ein automatischer Verfahrensablauf ist damit nicht realisierbar, denn die Filterpressen müssen von Hand entleert werden und das Filtermedium muss häufig gewaschen werden. Diese manuelle Tätigkeit erfordert vielpersonal und der erhöhte Aufwand führt zwangsläufig zu einer Unwirtschaftlichkeit von Filterverfahren, was insbesondere bei Abwasserschlämmen, einem unerwünschten Abfallprodukt, nicht als vertretbar angesehen wird.
Von verfahrenstechnischer Bedeutung wäre deshalb die Anwendung einer Filterhilfsschicht, einer sogenannten Precoatschichtbeider Filtration von schwer filtrierbaren Dispersionen auf Filterpressen, wie sie bei Drehfiltern, vor allem bei Vakuum-Drehfiltern angewendet wird.
Bei einer Filterpresse liegen jedoch wesentlich andere Verhältnisse vor als bei Drehfiltern. Theoretisch ist die Speicherung einer Filterhilfsschicht auf das Filtermedium unzweckmässig und technisch auch gar nicht möglich. Man muss deshalb die Filterschicht chargenweise aufbringen und die Schichtstärke auf' einminimum reduzieren. Eswäre dannzu fordern, dass dieSchichtstärke der Filterschicht möglichst gleichmässig und dünn ist und dass sie imHinblick auf die rationelleFilterleistung in möglichst kurzer Zeit aufgebracht wird. Das ist aber relativ schwierig. Die bekannten Filterhilfsmittel, z. B. Kieselgur, liegen in ihrem spezifischenGewicht imBereich von 2 bis 2, 5 t/cm3 und die Filter kammern begünstigen die Sedimentation dieser Mittel in die unteren Regionen.
Um dies zu vermeiden, müsste man jede einzelne Filterkammer getrennt voneinander von unten im Gegenstrom zur Sedimentationsrichtung beschicken, um durch die Aufwärtsströmung den Absetztendenzen des Filterhilfsmittels beim Auftragen der Filterhilfsschicht entgegenzuwirken. Die Filtrationsbedingungen würde man durch einen derartigen Auftrag der Filterhilfsschicht zwar verbessern, aber da das Aufbringen kompliziert und mit Zeitaufwand verbunden ist, wäre eine wesentliche Filterleistung nicht zu erzielen und das Verfahren nicht rationell.
Gemäss der Erfindung wird das Aufbereiten und Auftragen einer Filterhilfsschicht auf das Filtermedium von Filterpressen, die zur Filtration von schwer filtrierbaren Dispersionen, insbesondere zum Entwässern
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von Abwasserschlämmen kommunaler und bzw. oder industrieller Herkunft bestimmt sind, in der Weise durchgeführt, dass das Filterhilfsmittel mit Druckluft in eine Trägerflüssigkeit eingeschlossen und das ent- stehende Gemisch von Trägerflüssigkeit und Filterhilfsmitteln mit der gleichen Druckluft mit einer Strö- mungsgeschwindigkeit welche einem Mehrfachen der Sedimentationsgeschwindigkeit des Filterhilfsmit- tels entspricht, in die Filterkammern auf das Filtermedium aufgeschossen wird.
Dabei empfiehlt es sich, dass das Filterhilfsmittel in einer Menge von 0, 2 bis 0, 5 kgjmZ Filterfläche verwendet wird und die Trä- gerflüssigkeit in einer Menge des zirka zweifachen des Kammervolumens der Filterpresse.
Die Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens enthält einen Druckwasserbehälter mit einerzulei- tung für die Trägerflüssigkeit, ein Tauchrohr mit einem Mischkopf in der Nähe des Bodens des Druckwas- serbehälters, einen Druckluftbehälter, dessen Ausgang an das Tauchrohr und dessen Eingang an seine Vor- kammer mit poröser Trennwand vor dem Druckbehälterteil an einen Druckluftspeicher angeschlossen ist, eine einregelbare Umlaufleitung, parallel zum Druckluftbehälter, einen über den Druckluftbehälter an- geordneten Speicherbehälter für das Filterhilfsmittel mit einer Dosiervorrichtung und Kommandogeräte, die vom Zustand des Druckwasserbehälters und vom Füllzustand der Filterpresse die Bereitung der Filter- hilfsschicht und den Eintrag der Filterhilfsschicht in die Filterpresse steuern.
Die Erfindung vermeidet den Nachteil, dass das Aschereservoir konstruktiv über dem Druckwasserbe- hälter anzuordnen ist, was eine Bauhöhe des Gesamtsystems ergeben würde, die wesentlichen und be- stimmendenEinfluss auf die Höhe des zugehörigenGebäudes nimmt und oft Anlass zu einem erhöhten Bau- preis gibt. Sie vermeidet auch eine Lösung, bei der man den Speicherbehälter für die Filterhilfsmittel ne- ben den Druckwasserbehälter stellt und die über eine Zellenschleuse zudosierte Aschemenge durch einen Vertikal-bzw. Schrägförderer so hoch fördert, dass sie von oben in den Druckwasserkessel gegeben werden kann, da diese Lösung die Betriebssicherheit des Systems durch eine Vergrösserung von beweglichen Ele- menten sowie Lagerstellen herabsetzt.
Sie hat den grossen Vorteil, dass man durch das Verwenden eines bekannten pneumatischen Fördersystems und sein Einbeziehen in den funktionellen Ablauf der Zuteilung sowie desAufbringens derFilterhilfsschicht ein vereinfachtes, betriebssicheres und wirtschaftliches Gesamt- system schafft, welches ausserdem gestattet, die Precoatsuspension mit sich zeitlich ändernder Feststoffkonzentration in die Presse einzutragen. Verfahrenstechnisch bietet sich eine hinreichende Anpassungsfähigkeit an die sich von Fall zu Fall verändernde Aufgabensituation.
Die für die Anlage zur Durchführung des Verfahrens wesentlichen Hauptteile sind in der Zeichnung dargestellt.
Der Bunker für die Speicherung des Filterhilfsmittels ist mit 1 bezeichnet, 2 ist eine Zellenschleuse, 3 ein Druckbehälter mit einer Vorkammer 11 und einer durchlochten Trennwand 13.
Zwischen der Zellenschleuse 2 und dem Druckbehälter 3 befindet sich das Absperrventil 4. Die Druckluft wird der Vorkammer 11-des Druckbehälters 3 vom Druckluftspeicher 30 über das Luftventil 5 und das Mengenregelventil 6 zugeführt. Parallel zum Druckbehälter 3 liegt eine Umlaufleitung 15, die im Mischkopf 10 mündet und das Umluftventil 8 und das Mengenregelventil 7 enthält. Zum Steuern des Umluftventils 8 dient ein Kontaktmanometer am Druckbehälter 3 und zur Entlüftung des Druckbehälters 3 desEntlüftungsventils 40. Der Buchstabe E an allen Ventilen deutet auf eine elektromagnetische Steuerung.
Der Druckwasserkessel 21, zur Aufbereitung der Precoatsuspension, steht mit der Filtratpumpe 25, die in einem Filtratsammelbehälter. 31 angeordnet ist, über die Leitung 22 unter Zwischenschaltung eines Rückschlagventils 23 in Verbindung und mit dem Druckbehälter 3 über die Leitung 14, die im Druckbehälter 3 mit einem Mischkopf 12 beginnt und im unteren Ende des Druckwasserbehälters 21 mit einem Mischkopf 27 endet. In der Leitung 14 liegt ausserdem ein Mischkopf 10 und das Förderventil 9. Der Druckwasserkessel 21 hat ausserdem einen Füllstandsanzeiger mit zwei Kontaktschaltern 24a und 24b. Die Leitung zur Filterpresse ist mit 28 bezeichnet, ein Entlüftungsventil in einer Entlüftungsleitung mit 26. Dieunbezeichnete Leitung am Druckwasserkessel 21 ist eine Entleerungsleitung mit einem Durchlassventil.
Die Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens arbeitet wie folgt : ImBunker l wird das erforder- liche Filterhilfsmittel, z. B. Asche, eingelagert und über die Zellenschleuse 2, nachdem die Öffnung des Entlüftungsventils 40 vom unteren Schwimmerkontaktschalter 24b veranlasst worden ist, in der vorgesehenen Menge in den Druckbehälter 3 zudosiert. Der Schwimmerkontaktschalter 24b zeigt die Entleerung des Druckwasserkessels 21 nach dem Auftrag der Precoatschicht auf das Filtermedium an. Nach eingestelltem Zeitablauf schaltet dieZellenschleuse 2 ab und das Absperrventil 4 zu. Der Kontaktschalter 24b hat ausserdem die Inbetriebsetzung der Filtratpumpe 25 veranlasst, so dass das Filtrat zwischenzeitlich über die Leitung 22 in den Druckwasserkessel 21 gepumpt wird.
Sobald die Filterpresse geschlossen hat, wird auf Kommando eine's Steuergerätes an der Filterpresse, z. B. eines
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Manometers, das Entlüftungsventil 26 geschlossen, das Luftventil 5 geöffnet und Druckluft aus dem aufgeladenenDruckluftspeicher 30 mit z. B. 6 atü in die Vorkammer 11 des Druckbehälters 3. geleitet. Die Druckluft schiesst durch die poröse Trennwand 13 mit der auf dieser liegenden Asche in den Druckluftbehälter ein, lockert die Asche dabei auf und verdrängt sie nach Öffnen des Förderventils 9 aus dem Behälter 3 über den Mischkopf 10 und die Leitung 14 in den Druckwasserkessel 21.
Das Förderventil 9 erhält vom Kontaktmanometer, sobald dieses den auf den eingestellten Druck im Druckbehälter 3 angestiegenen Druck anzeigt, das Kommando zum Öffnen. Durch das einschiessende Luft-Asche-Gemisch wird im Druckwasserkessel 21 eine Turbulenz erzeugt. Der Mischkopf 27 ist so ausgebildet, dass sich die mit der Asche in den Behälter 21 geförderte Druckluft der Asche entmischt und durch die Flüssigkeit aufsteigt, während sich die Asche mit der Flüssigkeit durch die Turbulenz be- günstigt zur Precoatsuspension aufbereitet. Die Druckluft verdrängt die Precoatsuspension aus dem Druckwasserbehälter 21 und fördert sie kurzzeitig durch die Leitung 28 in die Filterpresse. Es kommt so zur spontanen Ausbildung der Filterhilfsschicht auf den Filtermedien der Filterpresskammern.
Der Spiegel im Druckwasserbehälter sinkt dabei wieder bis zum Kontaktschalter 24b ab, worauf sich der eben beschriebene Vorgang von neuem abwickelt.
Zur Regelung der Fördergeschwindigkeit der Asche in die Leitung 14 und damit zur Beeinflussung der Feststoffkonzentration über die Zeit in der die Leitung 28 passierenden Precoatsuspension ist parallel zum Druckbehälter 3 eine Umluftleitung 15 angeordnet. Nach Öffnen des Umluftventils 8.
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Die wesentliche Bedeutung des vorbeschriebenen Systems besteht darin, dass die für die Spontanität der Precoataufbringung erforderliche Druckluft aus dem Speicherbehälter 30 alle wesentlichen Arbeitsprozesse des Systems funktionell übernimmt, die zusammenfassend beschrieben bestehen in : Aschetransport, Mischen von Asche undTrägerflüssigkeit sowie spontane Förderung der Precoatsuspension bei gleichzeitiger funktionsgerechter Ausbildung derFilterhilfsschicht in derFilterpresse. Der Aschetransport erfolgt vollkommen staubfrei und ohne separate Staubabscheidung.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Aufbereiten und Auftragen einer Filterhilfsschicht auf das Filtermedium von Filterpressen, die zur Filtration von schwer filtrierbaren Dispersionen, insbesondere zum Entwässern von Abwasserschlämmen kommunaler und/oder industrieller Herkunft bestimmt sind, da du rc h g ek e n n - zeichnet, dass das Filterhilfsmittel z. B. Asche mit Druckluft in eine Flüssigkeit eingeschossen und das entstehende Gemisch von Flüssigkeit und Filterhilfsmittel mit der gleichen Druckluft mit einer Strömungsgeschwindigkeit, die einem Mehrfachen der Sedimentationsgeschwindigkeit des Filterhilfsmittels entspricht, auf das Filtermedium aufgeschossen wird.
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Menge des zirka zweifachen des Kammervolumens der Filterpresse verwendet wird.